Nauja mikroskopo technika gilina prieigą prie gyvų smegenų

Nauji vaizdavimo metodai gali užfiksuoti giliai žiurkės smegenyse esančių kraujagyslių vaizdus. Originalus plataus kanalo fluorescencinis pelės smegenų vaizdas, padarytas be invazinio matomos šviesos spektre, rodomas kairėje, o neinvazinis lokalizuotas DOLI principas, veikiantis NIR-II spektro lange. dešinioji pusė, kreditai: Danielis Razansky, universitetas ir ETH Ciurichas.

Vaizdo metodas yra pasirengęs suteikti naujų įžvalgų apie smegenų funkciją sveikatos ir ligų srityse.

Mokslininkai sukūrė naują metodiką, leidžiančią fluorescencinės mikroskopijos vaizdus, ​​keturis kartus didesnius už nustatytą difuzinę šviesą. Fluorescencinė mikroskopija dažnai naudojama norint atlikti išsamius smegenų molekulių ir ląstelių vaizdus gyvūnų gyvūnų modeliuose. Tačiau iki šiol tai buvo ribojama nedideliu kiekiu ir labai invazinėmis procedūromis dėl intensyvios šviesos sklaidos per odą ir kaukolę.

“Biologinės dinamikos vizualizavimas netrikdomoje aplinkoje giliai gyvų organizmų viduje yra svarbus norint suprasti sudėtingą gyvų organizmų biologiją ir ligos progresavimą”, – sakė Danielis Razansky, Sue universiteto vadovaujanti tyrimų grupė. Rickas ir ETH Ciurichas, Šveicarijoje, sakė: “Mūsų tyrimas yra pirmas kartas, kai 3D fluorescencinis mikroskopas buvo atliktas visiškai be invazijos, esant suaugusiųjų pelių smegenų skiriamajai kapiliarų raiška. Efektyviai padengiant maždaug 1 centimetro matymo lauką”

Difuzinis optinis lokalizacijos vaizdavimas (DOLI)

Nauja technika, vadinama difuziniu optinės lokalizacijos vaizdavimu (DOLI), naudoja NIR-II spektrinį langą nuo 1000 iki 1700 nm, kuris yra mažiau išsklaidytas nei pirmasis autorius Quanyu Zhou, parodytas kartu su vaizdų rinkiniu. Kreditas: Daniel Razansky , Ciuricho universitetas ir ETH Ciurichas

į OptinisMokslininkai paaiškina savo naują metodiką, vadinamą difuziniu optinės lokalizacijos vaizdavimu (DOLI), pasinaudojant vadinamaisiais antraisiais beveik infraraudonųjų spindulių spektro (NIR-II) langais, kurie svyruoja nuo 1000 iki 1700 nm ir kurie yra mažiau išsklaidyti.

“Didelės skiriamosios gebos optinių stebėjimų naudojimas giliame gyvame audinyje jau seniai buvo ilgalaikis tikslas biomedicininiuose vaizduose”, – sakė Razansky. Gilus audinys gali suteikti smegenų funkcijos įžvalgų, todėl tai yra perspektyvi platforma nervų veiklai tirti, mikrocirkuliacija, nervų sujungimas ir neurodegeneracija “.

Pasiekite daugiau gylio

Dėl naujos technikos mokslininkai gyvoms pelėms suleido fluorescuojančių mikropūtelių, kurių koncentracija kraujyje pasklido retai. Šių tekančių taikinių sekimas leidžia sukurti didelės raiškos žemėlapius mikrovaskuliacija Smegenys giliai pelės smegenyse.

Fantominis audinys

Tyrėjai išbandė naują audinių audinio metodiką, kuri imituoja vidutinio smegenų audinio savybes, parodydama, kad nepermatomame audinyje jie gali gauti iki 4 milimetrų mikroraiškos vaizdus. Kreditas: Danielis Razansky, Ciuricho universitetas ir Ciuricho ETH.

“Tai sumažina fono šviesos sklaidą ir veikia nepažeistą galvos odą ir kaukolę”, – sakė Razansky. Smegenyse esanti mikrodalelė, leidžianti vaizdams pakoreguoti gylį. “

Naujam požiūriui buvo naudinga įdiegus didelio našumo trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kameras, naudojančias „InGaAs“ jutiklius. Kita svarbi struktūra yra naujo kontrastinio preparato naudojimas, kuris NIR-II lange rodo stiprią fluorescencinę reakciją. Pavyzdžiui, kvantiniai taškai, naudojant švino sulfidą. (PbS).

Aštrūs ir aiškūs vaizdai

Tyrėjai išbandė naują sintetinės audinių versijos, vadinamos audinių fantomais, metodiką, kuri imituoja vidutinio smegenų audinio savybes, parodydama, kad jie sugebėjo gauti mikroskopinės raiškos vaizdus audinyje iki 4 milimetrų gylyje. Tada jie parodė DOLI gyvose pelėse, kurios sugebėjo pamatyti mažą smegenų dydį, taip pat kraujo tekėjimo greitį ir kryptį.

Tyrėjai siekia padidinti visų trijų matmenų tikslumą, kad pagerintų DOLI skiriamąją gebą. Jie kuria mažesnį, patobulintą fosforą, stipresnį ir stabilesnį fluorescencijos intensyvumą. Tai labai pagerina DOLI našumą, kai signalai pasiekia triukšmą ir lauko gylį.

“Mes tikimės, kad DOLI taps galingu požiūriu užfiksuoti gyvenimo bioliuminescenciją anksčiau nepasiekiamame gylyje ir skiriamojoje geboje”, – sakė Razansky. Fluorescencinės mikroskopijos ir rentgeno spindulių metodų naudojimas organizme gali būti milžiniškas. “

Nuoroda: 2021 m. Gegužės 27 d. Quanyu Zhou, Zhenyue Chen, Justine Robin, Xosé-Luís Deán-Ben ir Daniel Razansky „Difuzinės šviesos vertinimas vaizduojant neinvazinę giliųjų smegenų mikrocirkuliaciją NIR-II lange“. Optinis.
DOI: 10.1364 / OPTICA.420378

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

Newsletter

Subscribe to stay updated.